西南山區(qū)隧道水毀災(zāi)害評估及應(yīng)急處置措施

譚 義

(1.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031；2.高速鐵路線路工程教育部重點實驗室，四川成都 610031)

我國西南山區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，交通建設(shè)難度大，隧道一直是道路交通的控制性工程。由山區(qū)氣候水文多變導(dǎo)致的隧道水毀一直嚴(yán)重影響到西南山區(qū)交通運輸?shù)陌踩c發(fā)展[1]。一直以來，國內(nèi)外的學(xué)者都對路基水毀災(zāi)害進行了大量研究，忽視了隧道水毀給交通帶來的危害。隧道水毀的原因眾多，各因素之間相互聯(lián)系，以至于隧道水毀的分類混亂，從而影響防治措施的科學(xué)實施，造成應(yīng)急措施制定不合理，重復(fù)毀壞的惡性循環(huán)[2]。為此，本文系統(tǒng)地對隧道水毀類型進行分類，提出隧道水毀的安全性評估方法和對應(yīng)的應(yīng)急處置措施，以期達(dá)到對西南山區(qū)隧道水毀災(zāi)害進行及時評估和及時防治的目的。

1 公路隧道水毀類型

隧道水毀主要有以下類型和典型表現(xiàn)形式。

1.1 掩埋、沖毀洞口引起的破壞

當(dāng)洞口上方或附近存在滑坡、泥石流、崩塌堆積體時，受強降雨或連續(xù)降雨的影響，雨水充分滲入巖土體內(nèi)，使堆積體處于飽和狀態(tài)引發(fā)泥石流或碎石流，導(dǎo)致洞口被掩埋，嚴(yán)重時沖毀洞口段襯砌結(jié)構(gòu)，部分泥石流直接侵入洞內(nèi)，破壞洞口段的洞內(nèi)裝飾、路面、機電等設(shè)施,如圖1所示。

圖1 泥石流或碎石流掩埋洞口

1.2 洞口基礎(chǔ)引起的破壞

隧道洞口位于軟弱地基或臨河頂沖岸時，在持續(xù)降雨或河水反復(fù)沖刷下，造成洞口段基礎(chǔ)被完全或局部掏空，喪失承載力，致使明洞或洞門墻結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)、傾斜或坍落,如圖2所示。

圖2 基礎(chǔ)淘蝕致使洞門墻及明洞整體傾覆

1.3 洞內(nèi)涌水、突泥

當(dāng)隧道地表有天然沖溝淺埋段時，或隧道穿越巖溶地層、巖溶發(fā)育地段時，隧道內(nèi)易發(fā)生涌水、突泥現(xiàn)象。主要是由于在強降雨或持續(xù)降雨作用下，地表沖溝被掏蝕下切或巖溶管道與地表貫通，造成隧道結(jié)構(gòu)不能承受相應(yīng)的水壓，防水層被擊破，巖溶水或地表水從結(jié)構(gòu)薄弱部位滲入隧道[3]，如圖3所示。

圖3 隧道內(nèi)涌水、突泥

2 隧道水毀調(diào)查與評估

2.1 隧道水毀調(diào)查

隧道水毀災(zāi)情調(diào)查與評估以目測和使用簡單工具設(shè)備為主，根據(jù)隧道的破壞類型及破壞程度，對發(fā)生嚴(yán)重破壞、影響行車和行人安全的路段應(yīng)及時擬定臨時加固措施，必要時建議開展專項檢測[4]。隧道土建結(jié)構(gòu)調(diào)查、檢測項目及內(nèi)容見表1。

2.2 隧道水毀評估

根據(jù)調(diào)查及檢測結(jié)果，初步分析判斷對隧道總體的影響程度，對非結(jié)構(gòu)性破壞(如檢修道、內(nèi)裝、機電設(shè)施損壞等)可按其完好率進行評估，對結(jié)構(gòu)性安全評估應(yīng)分類或分段進行，水災(zāi)后隧道結(jié)構(gòu)安全性評估可根據(jù)水害的破壞程度劃分為完好、輕微破損、中度破損、嚴(yán)重破損、危險狀態(tài)五級，采用A、B、C、D、E表示[5],如表2所示。

3 受損隧道應(yīng)急處置

隧道水毀災(zāi)害處置應(yīng)根據(jù)檢測評價結(jié)果，按照安全、經(jīng)濟、合理的原則確定處置方案，處置方案可由一種或多種方法組成。

3.1 清方

當(dāng)隧道洞口被泥石流掩埋或洞身涌泥堵塞隧道時，首先應(yīng)在確認(rèn)安全的情況下進行清方處置，即清除洞口區(qū)域已垮塌的土石及侵入洞內(nèi)的泥石流等，以確保隧道能夠及時通行，如圖4所示。

表1 水毀條件下隧道結(jié)構(gòu)檢查內(nèi)容

表2 隧道水毀災(zāi)害結(jié)構(gòu)安全性判定

3.2 排(堵)水

3.2.1 疏排洞內(nèi)積水

隧道洞內(nèi)積水時，對于排水系統(tǒng)以清理淤積為主。應(yīng)結(jié)合清方導(dǎo)通、疏通洞內(nèi)排水系統(tǒng)，使洞內(nèi)積水及時排出洞外[6]。

圖4 隧道洞口清方后應(yīng)急通行

3.2.2 埋管引排拱墻滲水

當(dāng)隧道拱墻部位存在線狀滲漏水或股狀滲漏水，尤其在施工縫位置時，可在襯砌表面或鑿槽埋管引排[6]，引排方式參考圖5、圖6。

圖5 設(shè)置半剖PVC管引排示意

圖6 設(shè)置接水盒引排示意

3.2.3 局部封堵

當(dāng)隧道襯砌表面有局部點滲漏時可采取局部封堵措施，如圖7、圖8所示。

圖7 鑿槽封堵示意

圖8 注漿封堵示意

對于襯砌表面滲漏處置方案有兩種，即表面涂刷和淺孔注漿。表面涂刷用于處理拱頂和墻面的輕度慢滲或濕漬。淺孔注漿用于因混凝土內(nèi)部不夠密實而引起的滲漏，襯砌表面多為蜂窩麻面狀，必要時可采用注漿止水[7]。

4 結(jié)束語

隧道水毀是公路工程中常見的病害，嚴(yán)重危害道路行車的安全以及道路使用壽命。造成水毀的原因來自于多方面，本文結(jié)合西南山區(qū)典型的隧道水毀類型對常見的隧道水毀災(zāi)害進行了分類，得出隧道水毀的主要類型有：掩埋、沖毀洞口引起的破壞，洞口基礎(chǔ)引起的破壞，洞內(nèi)涌水、突泥等，結(jié)合調(diào)查報告并根據(jù)水害的破壞程度劃進行安全評估應(yīng)分類采用完好、輕微破損、中度破損、嚴(yán)重破損、危險狀態(tài)五級表示，最后根據(jù)評估結(jié)果制定了相應(yīng)的應(yīng)急處置措施。